Princípio

Um drum flaker é um tipo de equipamento de resfriamento e solidificação utilizado para converter líquidos fundidos ou concentrados em flocos sólidos, por meio do resfriamento de uma película fina do material sobre a superfície de um tambor rotativo resfriado a água. O princípio de operação baseia-se na transferência indireta de calor por condução, onde o calor é removido da alimentação fundida quando ela entra em contato com a superfície fria de um tambor metálico, causando rápida solidificação. A camada solidificada é então raspada por uma lâmina raspadora em forma de flocos, que são coletados para embalagem ou processamento posterior.

Os drum flakers são comumente utilizados nas indústrias química, alimentícia e farmacêutica para converter materiais fundidos ou semifundidos, como ácidos graxos, ceras, resinas, sabões, enxofre, detergentes e aditivos plásticos, em flocos sólidos uniformes para facilitar o manuseio, armazenamento e dosagem.

Princípio de Operação

O princípio de funcionamento de um drum flaker baseia-se no resfriamento indireto por condução.

• O produto fundido (alimentação) é aplicado uniformemente como uma película fina sobre a superfície externa de um tambor oco, de rotação lenta e resfriado a água.
• À medida que o tambor gira, o calor é conduzido da película quente do produto através da parede metálica do tambor para o meio de resfriamento (geralmente água) que circula internamente.
• Isso causa a solidificação rápida do material fundido em uma camada sólida.
• A camada solidificada adere levemente à superfície do tambor até alcançar a raspadora ou lâmina doctor blade, que a remove continuamente em forma de flocos.

A taxa de resfriamento e a espessura da película são controladas ajustando parâmetros como velocidade do tambor, taxa de alimentação, temperatura da água de resfriamento e projeto do aplicador de alimentação.

Construção

Um drum flaker consiste nos seguintes componentes principais:

• Tambor (Cilindro de Resfriamento):
  O componente central do drum flaker é um tambor metálico oco e rotativo, geralmente fabricado em aço inoxidável ou aço carbono, com superfície lisa e polida. O tambor é montado horizontalmente e gira em baixa velocidade (1–10 rpm). O interior do tambor é equipado com um sistema de resfriamento, onde água gelada ou salmoura circula através da carcaça do tambor para manter uma temperatura superficial uniforme, normalmente entre 10°C e 25°C. O diâmetro do tambor geralmente varia de 300 mm a 1.200 mm, e o comprimento varia de 500 mm a 3.000 mm, dependendo da capacidade.
• Sistema Aplicador de Alimentação:
  A alimentação fundida é aplicada sobre a superfície do tambor rotativo por meio de um sistema aplicador, que garante a formação de uma película fina e uniforme para a formação consistente dos flocos. Dependendo da natureza e viscosidade do produto, diferentes projetos de aplicadores são utilizados:
  • Vertedouro de Transbordamento (Alimentação por Imersão): O tambor fica parcialmente submerso em uma calha de alimentação, permitindo que o material fundido adira como uma fina camada quando o tambor gira.
  • Rolo Doctor ou Aplicador: Um rolo aplicador rotativo transfere a película fundida de uma bandeja de alimentação para a superfície do tambor.
  • Alimentador por Pulverização ou Splash: Bicos pulverizam a alimentação fundida diretamente sobre a superfície do tambor.

A espessura da película pode ser ajustada controlando a taxa de alimentação e a folga do aplicador.

• Sistema de Resfriamento:
  Dentro do tambor, água de resfriamento, glicol ou salmoura circula continuamente através da carcaça oca. O meio de resfriamento entra por uma junta rotativa e sai por uma saída, garantindo remoção eficiente de calor. A temperatura e a vazão do meio de resfriamento são controladas com precisão para atingir as taxas de solidificação desejadas.
• Raspador ou Lâmina Doctor Blade:
  Uma lâmina raspadora estacionária, feita de aço temperado ou bronze, é posicionada tangencialmente à superfície do tambor. À medida que o tambor gira, a camada solidificada de material é raspada em forma de flocos finos. A pressão da lâmina é ajustável para garantir raspagem limpa sem danificar a superfície do tambor.
• Sistema de Descarga e Coleta:
  Os flocos caem da raspadora para uma moega de coleta ou correia transportadora, que os transporta para um triturador, unidade de embalagem ou silo de armazenamento. Alguns sistemas incluem um transportador vibratório ou peneira rotativa para resfriamento e classificação dos flocos antes da embalagem.
• Mecanismo de Acionamento:
  O tambor é rotacionado por um conjunto de motor e redutor, normalmente por meio de transmissão por corrente ou correia. A velocidade de rotação — e, portanto, o tempo de residência — pode ser controlada usando um inversor de frequência (VFD).
• Estrutura e Enclausuramento:
  Todo o conjunto é montado sobre uma estrutura rígida de aço com suportes de nivelamento ajustáveis. O tambor pode ser fechado em uma carcaça para reter calor, evitar contaminação e coletar vapores caso a alimentação contenha substâncias voláteis.
• Instrumentação e Controle:
  Um painel de controle regula a velocidade do tambor, a temperatura da água de resfriamento e a taxa de alimentação. Sensores de temperatura monitoram tanto a superfície do tambor quanto a temperatura do meio de resfriamento para garantir operação consistente.